LIGAÇÕES QUÍMICAS Prof. Marcel Piovezan

Apresentação em tema: "LIGAÇÕES QUÍMICAS Prof. Marcel Piovezan"— Transcrição da apresentação:

1 LIGAÇÕES QUÍMICAS Prof. Marcel Piovezan marcel.piovezan@ifsc.edu.br
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS LAGES LIGAÇÕES QUÍMICAS Prof. Marcel Piovezan Curso Superior de Tecnologia em Processos Químicos Disciplina: Química Geral e Experimental I Fase 1

2 Classificam-se em: ligações intramoleculares: ocorrem entre os átomos para formar “moléculas”; responsáveis pelas propriedades químicas dos compostos; são elas: iônica, covalente e metálica. ligações (ou forças) intermoleculares: ocorrem entre as “moléculas”; responsáveis pelas propriedades físicas dos compostos; são elas: íon-dipolo; dipolo-dipolo, dipolo-induzido e ligação de hidrogênio.

3 Teorias das ligações químicas
Teoria de Lewis Teoria da Ligação de valência (TLV) Teoria dos Orbitais moleculares (TOM)

4 Teoria de Lewis

5 Teoria de Lewis Hidrogênio Carbono Água Etileno Acetileno

6 LIGAÇÕES QUÍMICAS: DUALIDADE DO ELÉTRON

7 Teoria da ligação de valência Orbitais Atômicos Ligação σ

8 Distância internuclear, r (nm)

9 HF Ácido Fluorídrico Ligação σ

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11 Orbital “s” Orbitais “p”

12 Orbitais “d”

13 Orbitais “f”

14 Teoria do Orbital molecular
Sempre são gerados 2 orbitais moleculares: um chamado ligante (menor energia) Outro antiligante (maior energia) Para a molécula de F2 e O2

15 Regra do Octeto Descrição: O átomo adquire estabilidade ao completar oito elétrons camada de valência, imitando os gases nobres. Configuração Geral: ns2 np6     Obs. Esta regra só é válida para os elementos representativos.

16 Regra do Dueto Descrição: O átomo adquire estabilidade ao completar a camada de valência com dois elétrons, imitando o gás nobre – He, Configuração Geral: ns2   Obs. Esta regra só é válida para os elementos representativos: H, Li, B e Be.

17 regra do octeto: “numa ligação química um átomo tende a ficar com oito elétrons na última camada (config.eletrônica se- melhante a de um gás nobre)”. Na F [Na]+[ F ]- LIGAÇÃO IÔNICA + LIGAÇÃO COVALENTE F F F + F

18 LIGAÇÃO COVALENTE LIGAÇÃO IÔNICA

19 LIGAÇÕES iônicas Curso Superior de Tecnologia em Processos Químicos
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS LAGES LIGAÇÕES iônicas Curso Superior de Tecnologia em Processos Químicos Disciplina: Química Geral e Experimental I Fase 1

20 LIGAÇÃO IÔNICA :(eletrovalente ou heteropolar)
Definição: elétrons são transferidos de um átomo para outro dando origem a íons de cargas contrárias que se atraem. Exemplo: formação do cloreto de sódio – NaCl. Na (Z = 11)  1s2 2s2, 2p6 3s1 Cl ( Z = 17)  1s2 2s2, 2p6 3s2, 3p5 Cloro Sódio Na Cl Na+ Cl- [Na]+[ Cl]-

21 Ligação Iônica A energia requerida para a formação de ligações iônicas é fornecida pela atração coulômbica entre os íons de cargas opostas num retículo cristalino. Estes íons formam-se pela transferência de elétrons dos átomos de um elemento para os átomos de outros elementos.

22 Ligação Iônica Ligação Iônica: É o resultado da atração eletrostática de íons com cargas opostas. Ex: NaCℓ = cloreto de sódio AgCℓ = cloreto de prata MgO = óxido de magnésio KBr = brometo de potássio LiH = hidreto de lítio MgCℓ2 = cloreto de magnésio AℓF3 = fluoreto de lítio Aℓ2S3 = sulfeto de alumínio Como identificar?

23 geralmente ocorre entre:
METAIS + AMETAIS bastante eletropositivos bastante eletronegativos tendem a formar cátions tendem a formar ânions EXCEÇÃO: METAIS + “H”

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25 Generalizando agora... Aℓ Aℓ+3 + 3e-  O + 2e- O-2  Metais: Ametais:
Eletropositivos Aℓ Aℓ+3 + 3e-  Metais: Perdem elétrons Viram Cátions(+) Eletronegativos O + 2e O-2  Ametais: Ganham elétrons Viram Ânions(-)

26 A x + B y - Determinação das Fórmulas Iônicas O Aℓ Aℓ+3 O-2 Aℓ2O3
Fórmula-íon Fórmula de Lewis ou Eletrônica fórmula geral de um composto iônico: A x + B y - + → AyBX

27 CARACTERÍSTICAS DOS COMPOSTOS IÔNICOS:
* são sólidos à temperatura ambiente (sólidos cristalinos); * são duros e quebradiços;

28 * conduzem corrente elétrica quando: fundidos ou em solução;
* possuem alto ponto de fusão e de ebulição.

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30 Exercícios de fixação:
1. Para que haja uma ligação iônica é necessário que: a) O potencial de ionização dos átomos participantes tenha valores próximos b) A eletronegatividade dos átomos participantes tenha valores próximos c) a eletronegatividade dos átomos participantes tenha valores bastantes diferentes d) Os elétrons de ligação sejam de orbitais s e) As afinidades eletrônicas sejam nulas. 2. Átomos do elemento X (número atômico = 20) e do elemento Y (número atômico = 8) unem-se por ligações iônicas originando o composto de fórmula: a) XY b) X2Y c) X3Y2 d) X2Y3 e) X3Y4

31 Exercícios de fixação:
3. Os compostos iônicos, como o cloreto de sódio, apresentam as propriedades: a) Líquidos nas condições ambientais, bons condutores de eletricidade e baixo ponto de fusão. b) Líquidos ou gasosos, maus condutores de eletricidade em solução aquosa e baixo ponto de fusão. c) Sólidos, maus condutores de eletricidade em solução aquosa e baixo ponto de fusão. d) Sólidos, bons condutores de eletricidade no estado sólido e alto ponto de fusão. e) Sólidos, bons condutores de eletricidade em solução aquosa e elevado ponto de fusão.

32 Ligações Covalentes Curso Superior de Tecnologia em Processos Químicos
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33 LIGAÇÃO COVALENTE:(molecular ou homopolar)
Definição: Ocorre através do compartilhamento de um par de elétrons entre átomos que possuem pequena ou nenhuma diferença de eletronegatividade. Não há a formação de íons; polar: os átomos são diferentes Ligação covalente: apolar: os átomos são idênticos

34 Ocorre geralmente entre AMETAIS e
LIGAÇÃO COVALENTE (MOLECULAR) Ocorre geralmente entre AMETAIS e HIDROGÊNIO ou AMETAIS entre si, desde que a  de eletronegatividade < 1,7. H H AMETAL AMETAL

35 Ligação Covalente Cℓ Cℓ Cℓ
Definição: o par eletrônico compartilhado é formado por um elétron de cada átomo ligante. Exemplo: formação do cloro – Cℓ2. Cℓ ( Z = 17)  1s2 2s2, 2p6 3s2, 3p5 F2, Br2 e I2 Cℓ Cℓ Cℓ2 ou Cℓ - Cℓ Cℓ Fórmula de Lewis Molecular ou Estrutural

36 LIGAÇÕES SÍGMA () e PI ()
HCl O2

37 A B A B A B      Orbitais moleculares  e  
Um mesmo átomo pode fazer até 4 ligações covalentes comuns mas, entre dois átomos, o número máximo de ligas covalentes comuns é 3. Dependendo da quantidade de ligações e dos orbitais em que estas se formam, podemos representá-las por  ou  . A B    A B  

38 Exemplos de Ligações Covalentes
Cl H HCl ou H - Cl O H H2O ou H - O - H O O2 ou O = O N N2 ou N  N

39 Ligação Covalente O S O S O + S = O + O  S = O O
Definição: o par eletrônico compartilhado pertence a um dos átomos, só ocorre quando todas as ligações covalentes normais possíveis já aconteceram. Exemplo: formação do SO2. O S O S O + S = O O  S = O O

40 Moléculas do Tipo HxEOy Ácidos Oxigenados
Todos os átomos de oxigênio aparecem ligados ao elemento central e cada átomo de hidrogênio ficará ligado a um átomo de oxigênio. Exemplo: ácido sulfúrico - H2SO4 O H - O - S - O - H O O O S H H O

41 Características de Compostos Moleculares
São, em geral, líquidos ou gasosos nas condições ambientes (se sólidos, fundem-se facilmente); Possuem baixos P.F. e P.E.; Não conduzem corrente elétrica (exceção para Ácidos, em solução aquosa e Carbono Grafite) ; São formados por moléculas.

42 Ligações Metálicas Curso Superior de Tecnologia em Processos Químicos
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43 A LIGAÇÃO METÁLICA: É uma ligação desorientada;
Modelo do mar de elétrons: os cátions permanecem em um arranjo regular e estão cercados por um mar de elétrons. grande movimentação eletrônica: boa condutividade térmica e elétrica, Alta maleabilidade e ductibilidade.

44 Exercícios de fixação:
Indique entre os compostos a seguir aqueles em que encontramos apenas ligações covalentes: I- NaCl II- CCl4 III- SO2 IV- KCl V- Na2SO4 a) I e II b) II e III c) I e IV d) IV e V e) III e IV 2. O número máximo de ligações covalentes normais e coordenadas do átomo do elemento químico cloro, que é halogênio, do 3° período, pode ser representado por:  a) – Cl  b) Cl – c) – Cl – d) – Cl – e) – Cl –  

45 Exercícios de fixação:
3.Uma certa molécula linear é formada por três átomos ligados entre si por uma ligação simples covalente e uma ligação tripla covalente. Sendo assim, existirão nessa molécula: a) 4 ligações  d) 3 ligações  e 1 ligação b) 4 ligações  e) 2 ligações  e 2 ligações  c) 1 ligação  e 3 ligações  4. Qual das fórmulas abaixo é prevista para o composto formado por átomos de fósforo e flúor, considerando o número de elétrons da camada de valência de cada átomo? F P | | | a) P  F b) P – F P c) F – F  P d) F – P – F e) P – F – P